CN110821801A - 隔膜式压缩机、投影仪、冷却机以及流体的压缩方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了隔膜式压缩机、投影仪、冷却机以及流体的压缩方法。提供了一种以简单的结构将流体压缩为不同的压缩率的隔膜式压缩机。所述隔膜式压缩机(1)构成为按照基板(4)、隔膜(3)、以及致动器(2)的顺序层叠设置，在从层叠的方向俯视的情况下，隔膜(3)具有与致动器(2)重叠的第一膜部(3a)和不重叠的第二膜部(3b)，基板(4)在隔膜(3)侧的面设有段差，对应于基板(4)的第一膜部(3a)的段差和对应于第二膜部(3b)的部分为分别不同的段。

Description

隔膜式压缩机、投影仪、冷却机以及流体的压缩方法

技术领域

本发明涉及隔膜式压缩机、投影仪、冷却机以及流体的压缩方法。

背景技术

至今使用了各种压缩机。在这样的压缩机中有隔膜式压缩机，所述隔膜式压缩机具有隔膜、吸入阀、以及喷出阀，且使隔膜往返运动从而传送流体。

例如、在专利文献1中公开了具有隔膜和作为吸入阀以及喷出阀的薄膜片，且使隔膜往返运动从而传送流体的隔膜泵。

专利文献1：日本特开2002-106468号公报

专利文献2：日本特开平10-115298号公报

发明内容

近年来存在在各种用途及设备中使用压缩机的情况，且存在要求由一个压缩机传送不同压缩率的流体的情况。但是，专利文献1公开的隔膜泵无法实现由一个压缩机传送不同压缩率的流体。

专利文献2公开了作为压缩轴为多轴且多段的压缩机的多轴多段组合式压缩机，专利文献2公开的多轴多段组合式压缩机能够实现由一个压缩机传送不同压缩率的流体。但是，专利文献2中公开的多轴多段组合式压缩机结构复杂且难以实现小型化，因此期望一种能够实现小型化的结构简单的压缩机。

为解决上述技术问题，本发明的隔膜式压缩机的特征为按照基板、隔膜以及致动器的顺序层叠设置，在从所述层叠的方向俯视的情况下，所述隔膜具有与所述致动器重叠的第一膜部及与所述致动器不重叠的第二膜部，所述基板在所述隔膜侧的面设有段差，所述致动器不动作时的所述隔膜与基板的距离构成为，所述基板对应于所述第一膜部的区域比对应于所述第二膜部的区域的距离更远。

附图说明

图1是表示本发明实施例一涉及的隔膜式压缩机的使用例的示意图。

图2是表示本发明实施例一涉及的隔膜式压缩机的示意图，且使框一部分为透视状态的透视图。

图3是表示本发明实施例一涉及的隔膜式压缩机的示意图，且表示致动器未按压隔膜的状态的剖视图。

图4是表示本发明实施例一涉及的隔膜式压缩机的示意图，且表示致动器按压隔膜第一距离的状态的剖视图。

图5是表示本发明实施例一涉及的隔膜式压缩机的示意图，且表示致动器按压隔膜第二距离的状态的剖视图。

图6是表示本发明实施例二涉及的隔膜式压缩机的示意图，且表示致动器未按压隔膜的状态的剖视图。

图7是表示本发明实施例二涉及的隔膜式压缩机的示意图，且为拆卸框的状态的俯视图。

附图标记说明：

1...隔膜式压缩机；2...致动器；2a...致动器；2b...致动器；3...隔膜；3a...致动器2按压的区域(第一膜部)；3b...致动器2未按压的区域(第二膜部)；4...基板；5...框；6...压缩室；6a...第一空间；6b...第二空间；7...吸入阀；8...喷出阀；17...吸入部；18...喷出部；100...投影仪；101...冷却机；102...光源单元；103...光学元件单元、104...投影镜头；105...送液泵；106...蒸发器；107...热交换部；108...冷媒膨胀部；109...一次冷媒管；110...二次冷媒管；111...荧光体；112...光学元件；112a...红光用光学元件；112b...绿光用光学元件；112c...蓝光用光学元件；113...分色镜；114...光源。

具体实施方式

首先，对本发明进行简要说明。

为解决上述技术问题，本发明的第一方式的隔膜式压缩机的特征为按照基板、隔膜以及致动器的顺序层叠设置，在从所述层叠的方向俯视的情况下，所述隔膜具有与所述致动器重叠的第一膜部及与所述致动器不重叠的第二膜部，所述基板在所述隔膜侧的面设有段差，所述致动器不动作时的所述隔膜与基板的距离构成为，所述基板对应于所述第一膜部的区域比对应于所述第二膜部的区域的距离更远。

根据本方式，致动器为通过改变基于驱动的隔膜的位移的距离从而能够改变压缩室的体积的变化率的一轴多段的简单的结构。并且，通过根据要求的流体的压缩率改变隔膜的位移的距离，能够将流体压缩为不同的压缩率。

本发明的第二方式的隔膜式压缩机的特征为在所述第一方式的所述致动器动作的方向上，所述致动器和所述第二膜部和吸入阀及喷出阀中的至少一方设置在重叠的位置。

根据本方式，在按压方向上，构成为致动器和第二膜部和吸入阀及喷出阀中的至少一方设置在重叠的位置，因此，能够简单地构成能将流体压缩为不同的压缩率的隔膜式压缩机。另外，能够有效地进行执行第二按压时的流体的压缩，且能够有效地进行向压缩室的流体的流入及从压缩室的流体的流出中的至少一方。

本发明的第三方式的隔膜式压缩机的特征为在所述第一或第二方式中，所述致动器为压电元件。

根据本方式，致动器能够以通过控制外加电压精密设定加压力的压电元件简单地构成，能够简单地构成将流体压缩为不同的压缩率的隔膜式压缩机。

本发明的第四方式的隔膜式压缩机的特征为在所述第一至第三中的任一方式中，所述隔膜中的所述致动器按压的区域比所述隔膜中的所述致动器未按压的区域在所述致动器动作的方向上厚。

根据本方式，隔膜中的致动器按压的区域比隔膜中的致动器未按压的区域在致动器的按压方向上厚。因此，致动器按压的区域可构成为坚固的结构，从而能够抑制致动器按压的区域由致动器按压受到损伤。

本发明的第五方式的冷却机的特征为具备所述第一至第四中的任一方式的隔膜式压缩机、释放由所述隔膜式压缩机压缩使得温度上升的冷媒的热的热交换部、以及使所述冷媒膨胀的冷媒膨胀部。

根据本方式，例如能够根据热交换部中的放热效率控制隔膜式压缩机中的冷媒的压缩率。

本发明的第六方式的投影仪的特征为具备所述第五方式的冷却机。

根据本方式，能够实现小型化且将内部冷却为多种状态。

本发明的第七方式的流体的压缩方法的特征为，其为使用具备隔膜、对所述隔膜施加力的致动器、以及构成所述隔膜和压缩室的基板的隔膜式压缩机的流体的压缩方法，根据要求的所述流体的压缩率选择并执行第一按压和第二按压，所述第一按压为通过使所述致动器按压所述隔膜第一距离从而减小所述流体导入的所述压缩室的体积的按压，所述第二按压为通过使所述致动器按压所述隔膜比所述第一距离长的第二距离从而能减小比执行所述第一按压时所述流体更多地导入的所述压缩室的体积的按压。

根据本方式，根据要求的流体的压缩率，选择并执行第一按压和第二按压，所述第一按压为通过使致动器按压隔膜第一距离从而能减小流体导入的压缩室的体积的按压，所述第二按压为通过使致动器按压隔膜比第一距离长的第二距离从而能减小比执行第一按压时流体更多地导入的压缩室的体积的按压。因此，根据要求的流体的压缩率，能够将流体压缩为不同的压缩率。

以下，参照附图对本发明的一实施例涉及的隔膜式压缩机进行详细说明。

实施例1(图1至图5)

对本发明的实施例1涉及的隔膜式压缩机1进行说明。

首先，参照图1，对作为使用本发明的实施例1涉及的隔膜式压缩机1的装置的一例的投影仪100进行说明。

图1所示的投影仪100具备具有光源114、以及荧光体111和分色镜113等的光源单元102。并且，具备具有红光用光学元件112a、绿光用光学元件112b以及蓝光用光学元件112c的光学元件112、以及具有投影镜头104的光学元件单元103。另外，具备用于冷却光源单元102以及光学元件单元103的冷却机101。

冷却机101具备后续详细叙述的本实施例的隔膜式压缩机1、热交换部107、冷媒膨胀部108、以及蒸发器106等，使一次冷媒管109构成为一次冷媒向方向F流动。并且，通过这样的构成，冷却机101例如根据热交换部107中的放热效率能够控制隔膜式压缩机1中的一次冷媒的压缩率。

一次冷媒由隔膜式压缩机1压缩并升温。隔膜式压缩机1中的一次冷媒的压缩率越大，升温程度越大。在此，流入隔膜式压缩机1的一次冷媒为低压的气体，从隔膜式压缩机1流出的一次冷媒为高压的气体。

由隔膜式压缩机1压缩的一次冷媒在热交换部107冷却为预定的温度。在此，在热交换部107冷却的一次冷媒为高压的液体。

在热交换部107冷却的一次冷媒在冷媒膨胀部108膨胀，从而温度下降。在此，在冷媒膨胀部108膨胀的一次冷媒为低压的液体。此外，隔膜式压缩机1中的压缩率越大，即冷媒膨胀部108中的膨胀率越大，则一次冷媒的温度下降程度越大。

在蒸发器106中，在该蒸发器106的内部将一次冷媒从液体变化为气体，从而吸收蒸発器106的内部的热。在此，构成为光源单元102、光学元件单元103以及冷却机101由二次冷媒管110连接，通过送液泵105二次冷媒在二次冷媒管110中循环。并且，一次冷媒管109与二次冷媒管110并排配置在冷却机101的蒸发器106的内部。由于蒸发器106为这样的内部构成，通过将一次冷媒从液体变化为气体，在成为低温的蒸发器106的内部冷却二次冷媒。由于冷却的二次冷媒在光源单元102及光学元件单元103中循环，从而冷却光源单元102及光学元件单元103。

本实施例的隔膜式压缩机1如上所述，优选在投影仪100中使用。图1所示的投影仪100由于具备后续详细叙述的本实施例的隔膜式压缩机1，构成为能够实现小型化且将内部冷却为多种状态。

但是，本发明的隔膜式压缩机不限定使用在投影仪中，例如可以使用在打印机、计算机(笔记本电脑、台式电脑等)或机器人等具有发热构成部件的装置等。

接下来，参照图2至图5，对于隔膜式压缩机1的结构进行详细说明。

如图2等所示，本实施例的隔膜式压缩机1具有致动器2、与致动器2连接的隔膜3、与隔膜3连接的基板4、以及遮盖这些的框5。此外，本实施例的致动器2为压电元件，构成为连接于未图示的增幅器，所述增幅器连接于未图示的信号发生器，通过驱动该信号发生器及该增幅器，能够向按压方向P按压隔膜3。在此，基于信号发生器及增幅器的致动器2的驱动波动例如可以使其为正弦波等。在此，按压方向P为致动器动作的方向，换言之，相当于伴随致动器2驱动，隔膜3位移的方向。

另外，如图3等所示，隔膜3构成为致动器2按压的区域3a比致动器2未按压的区域3b在按压方向P上厚。在此，“致动器2按压的区域3a比致动器2未按压的区域3b在按压方向P上厚”指的是致动器2按压的位置的至少一部分比致动器2未按压的位置的至少一部分在按压方向P上厚即可。在此，可表述为区域3a为与致动器2重叠的第一膜部，区域3b为与致动器2未重叠的第二膜部。

另外，如图3等所示，在基板4中与隔膜3连接的一侧形成有两段结构的凹陷部，由隔膜3与基板4形成压缩室6。并且，压缩室6具有第一空间6a和第二空间6b，所述第一空间6a为在按压方向P隔膜3与基板4的距离短的空间，所述第二空间6b为相比第一空间6a在按压方向P隔膜3与基板4的距离长的空间。

在基板4中，在按压方向P上与第二空间6b重叠的位置，形成有可使作为流体的一次冷媒流入压缩室6的吸入部17，在吸入部17形成有吸入阀7。吸入阀7能够以一次冷媒流入压缩室6时与一次冷媒未流入压缩室时变更在按压方向P上的位置，吸入阀7通过变更在按压方向P上的位置，能够实现一次冷媒仅在方向F流动且不逆流。

另外，在基板4中，在按压方向P上与第二空间6b重叠的位置，形成有可使作为流体的一次冷媒从压缩室6流出的喷出部18，在喷出部18形成有喷出阀8。喷出阀8能够以一次冷媒从压缩室流出时与一次冷媒未从压缩室6流出时变更在按压方向P上的位置，喷出阀8通过变更在按压方向P上的位置，能够实现一次冷媒仅在方向F流动且不逆流。

另外，在本实施例的隔膜式压缩机1中，为了减小压缩室6中为高压的一次冷媒向方向F的下游侧传送时的损失，吸入阀7及喷出阀8设置在一次冷媒管109与压缩室6的分界的部分。换言之，吸入阀7及喷出阀8设置于基板4且配置为构成压缩室6的一部分。即，在一次冷媒不为高压的位置不设置吸入阀7及喷出阀8。

另外，基板4形成为沿着按压方向P多个板状的材料重叠且接合。但是，不限定基板4的结构为这样的结构。

接下来，参照图3至图5，对于伴随一次冷媒的压缩隔膜式压缩机1的状态变化进行说明。本实施例的隔膜式压缩机1构成为可将一次冷媒的压缩率设为低压缩率和高压缩率的2种压缩率。

图3表示一次冷媒的压缩前的状态。在图3中，压缩室6中充满一次冷媒。如图3所示，一次冷媒的压缩前的状态为致动器2未在按压方向P按压隔膜3，压缩室6处于具有第一空间6a及第二空间6b的宽敞的状态。

图4表示从图3所示的状态驱动致动器2以低压缩压缩一次冷媒的第一按压状态。在第一按压中，使致动器2按压隔膜3第一距离L1。如图4所示，在以低压缩按压第一冷媒的第一按压状态中，致动器2在按压方向P按压隔膜3，隔膜3进入压缩室6的内部，成为压缩室6几乎仅为第二空间6b的状态。

图5表示从图3所示的状态驱动致动器2以高压缩压缩一次冷媒的第二按压状态。在第二按压中，使致动器2按压隔膜3比第一距离L1长的第二距离L2。如图5所示，在以高压缩压缩一次冷媒的第二按压状态中，致动器2在按压方向P按压隔膜3，隔膜3直到到达第二空间6b深入压缩室6的内部，从而成为压缩室6为极小的状态。

并且，在本实施例的隔膜式压缩机1中，如图3等所示，在压缩室6形成有段差，构成为能够明确地区分用于使压缩室6的内部空间宽敞的第一空间6a与用于使压缩室6的内部空间为高压的第二空间6b。但是，如果能够实现第一按压状态与第二按压状态，也可以构成为不明确地区分第一空间6a与第二空间6b，所述第一按压状态为使致动器2驱动第一距离L1且以低压缩压缩一次冷媒，所述第二按压状态为使致动器2驱动比第一距离L1更长的第二距离L2且以高压缩压缩一次冷媒。

在此，暂且总结为，本实施例的隔膜式压缩机1按照基板4、隔膜3、以及致动器2的顺序层叠设置，在从所述层叠的方向俯视的情况下，隔膜3具有与致动器2重叠的作为第一膜部的区域3a和不重叠的作为第二膜部的区域3b，基板4在隔膜3侧的面设有段差，在基板4中对应于区域3a的部分与对应于区域3b的部分为分别不同的段。

换言之，本实施例的隔膜式压缩机1具备隔膜3、可按压隔膜3的致动器2、如图3等所示相对于隔膜3设置于与致动器2相反的一侧，且与致动器2共同形成压缩室6的基板4、设置于基板4的吸入阀7、以及设置于基板4的喷出阀8。并且，致动器2能够执行通过按压隔膜3第一距离L1从而减小压缩室6的体积的第一按压，并且能够执行通过按压隔膜3比第一距离L1长的第二距离L2，且比执行第一按压时更大程度地减小压缩室体积的第二按压。

如图3至图5所示，本实施例的隔膜式压缩机1为通过将基于致动器2驱动的隔膜3的位移的距离改变为第一距离L1或第二距离L2，从而能够改变压缩室6的体积的变化率的一轴多段的简单的结构。并且，本实施例的隔膜式压缩机1通过根据要求的流体的压缩率将隔膜3的位移的距离改变为第一距离L1或第二距离L2，从而能够将流体压缩为不同的压缩率。

对于上述内容，如从一次冷媒(流体)的压缩方法的观点进行说明，使用具备隔膜3、对隔膜3施加力的致动器2、以及相对于隔膜3设置于与致动器2相反的一侧，且与致动器2共同形成压缩室6的基板4的本实施例的隔膜式压缩机1能够执行以下的流体的压缩方法。根据要求的流体的压缩率，能够选择且执行第一按压和第二按压，所述第一按压为通过使致动器2按压隔膜3第一距离L1，从而减小流体导入的压缩室6的体积，所述第二按压为通过使致动器2按压隔膜3比第一距离L1更长的第二距离L2，从而比执行第一按压时更大程度地减小流体导入的压缩室6的体积。

像这样，根据要求的流体的压缩率，选择且执行第一按压和第二按压，所述第一按压为通过使致动器2按压隔膜3第一距离L1，从而减小流体导入的压缩室6的体积，所述第二按压为通过使致动器2按压隔膜3比第一距离L1更长的第二距离L2，从而比执行第一按压时更大程度地减小流体导入的压缩室6的体积，因此，根据要求的流体的压缩率，能够将流体压缩为不同的压缩率。

如上所述，在本实施例的隔膜式压缩机1中，压缩室6具有第一空间6a和第二空间6b，所述第一空间6a为在致动器2的按压方向P隔膜3与基板4的距离短的空间，所述第二空间6b为相比第一空间6a在按压方向P隔膜3与基板4的距离长的空间。并且，在按压方向P上，致动器2、区域3b、第二空间6b、吸入阀7以及喷出阀8设置在重叠的位置。

如本实施例的隔膜式压缩机1，在按压方向P上，由于构成为致动器2、区域3b、第二空间6b、以及吸入阀7及喷出阀8中的至少一方设置在重叠的位置，因此，能够简单地构成能将流体压缩为不同的压缩率的隔膜式压缩机1。另外，像这样构成为在为高压的部分设置吸入阀7或喷出阀8，能够有效地实现第二按压执行时的一次冷媒的压缩，且能够有效地实现向压缩室6的一次冷媒的流入以及从压缩室6的一次冷媒的流出中的至少一种情况。

另外，如上所述，在本实施例的隔膜式压缩机1中，致动器2为压电元件。因此，通过致动器由压电元件简单地构成，从而简单地构成将一次冷媒压缩为不同的压缩率的隔膜式压缩机1。

另外，如上所述，在本实施例的隔膜式压缩机1中，隔膜3中的致动器2按压的区域3a比隔膜3中的致动器2未按压的区域3b在按压方向P上厚。因此，本实施例的隔膜式压缩机1使致动器按压的区域构成为坚固的结构，从而抑制致动器2按压的区域3a由致动器2按压收到损伤。并且，通过使致动器2按压的区域3a为厚的结构，能够提高隔膜3的向按压方向P的位移精度。

实施例2(图6及图7)

接下来，参照图6及图7对本发明的实施例2涉及的隔膜式压缩机1进行说明。其中，图6为对应于实施例1的隔膜式压缩机1的图3的图。另外，与上述实施例1共同的构成部件用相同符号表示，且省略详细的说明。并且，本实施例的隔膜式压缩机1除了致动器2的结构以外与实施例1的隔膜式压缩机1为相同的结构。

如图6及图7所示，本实施例的隔膜式压缩机1在与实施例1的隔膜式压缩机1的致动器2同样的结构的致动器2a的周围具备圆环状的致动器2b。致动器2b在按压方向P设置于与第一空间6a重叠的位置。由于为这样的结构，本实施例的隔膜式压缩机1比实施例1的隔膜式压缩机1进一步能够有效地压缩一次冷媒。

另外，本发明不限于上述实施例，在专利要求的范围记载的发明的范围内，可进行各种变形，这些当然包含于本发明的范围内。例如作为致动器不限于压电元件，可变形为电机、螺线管、音圈电机等，且包含于本发明的范围内。

Claims (7)

1.一种隔膜式压缩机，其特征在于，

按照基板、隔膜以及致动器的顺序层叠设置，

在从所述层叠的方向俯视的情况下，所述隔膜具有与所述致动器重叠的第一膜部及与所述致动器不重叠的第二膜部，

所述基板在所述隔膜侧的面设有段差，所述致动器不动作时的所述隔膜与基板的距离构成为，所述基板对应于所述第一膜部的区域比对应于所述第二膜部的区域的距离更远。

2.根据权利要求1所述的隔膜式压缩机，其特征在于，

在所述致动器动作的方向，所述致动器与吸入阀及喷出阀中的至少一方设置在重叠的位置。

3.根据权利要求1或2所述的隔膜式压缩机，其特征在于，

所述致动器为压电元件。

4.根据权利要求1所述的隔膜式压缩机，其特征在于，

所述隔膜中的所述致动器按压的区域比所述隔膜中的所述致动器未按压的区域在所述致动器动作的方向上厚。

5.一种冷却机，其特征在于，具备：

权利要求1至4中任一项所述的隔膜式压缩机；

热交换部，释放由所述隔膜式压缩机压缩使得温度上升的冷媒的热；以及

冷媒膨胀部，使所述冷媒膨胀。

6.一种投影仪，其特征在于，

具备权利要求5所述的冷却机。

7.一种流体的压缩方法，其特征在于，是使用隔膜式压缩机的流体的压缩方法，在所述隔膜式压缩机中，按照基板、隔膜以及致动器的顺序层叠设置，且在所述基板的所述隔膜侧的面设有段差，

在所述流体的压缩方法中，根据要求的流体的压缩率，选择且执行使所述致动器按压所述隔膜第一距离的第一按压和使所述致动器按压所述隔膜比所述第一距离长的第二距离的第二按压。

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